化工厂公共工程给排水系统优化设计研究

引言：随着工业化进程的加速推进，化工企业其作为生产运营重要基础设施的给排水系统设计水平对企业环保达标、成本控制及可持续发展能力有着直接的影响，因此，开展针对化工厂公共工程给排水系统的优化设计研究，并探索符合新时代发展要求的技术路径与管理模式，对于提升行业整体水平、促进绿色发展有着重要的理论价值与现实意义。

1 化工厂公共工程给排水系统优化设计的价值

化工厂公共工程给排水系统优化设计的价值体现在多个层面，其重要性体现于经济效益的提升以及环境保护和可持续发展的实现上。从经济价值角度而言，通过优化设计，能显著降低水资源消耗成本、提高水资源利用效率、减少废水处理费用，以此为企业创造直接的经济效益，即经科学的水平衡分析和系统优化，可减少新鲜水使用量、提高循环水利用率、降低单位产品水耗指标，在水资源价格不断上涨背景下意义重大。从环境价值方面来讲，给排水系统优化设计可有效减少污水排放量、提高废水处理效果、降低对周边水环境的影响，采用先进污水处理技术和回用技术，既能确保废水达标排放，又能实现废水资源化利用，真正变废为宝，这对改善区域水环境质量、保护生态环境起重要作用，且优化的给排水系统设计还能减少化学药剂使用、降低二次污染风险、提高系统环境友好性。

2 化工厂公共工程给排水系统优化设计的路径

2.1 实现水源多元化利用

水源多元化利用作为化工厂给排水系统优化设计的基础和前提，在于通过科学配置不同类型水源，可有效提高水资源利用效率并降低企业对单一水源依赖程度[1]。实施水源多元化利用策略时首要是对企业所在区域水资源状况开展全面调研，涵盖地表水、地下水、再生水、雨水等各类水源的可利用量、水质特征及获取成本，在此基础上结合企业不同生产工艺对水质具体要求制定科学合理的水源配置方案。

对于化工企业来说，不同生产环节对水质要求差异明显，如锅炉补给水需用高品质的软化水或除盐水，循环冷却水系统则可用经简单处理的工业用水，通过细化用水分级把不同品质水源与相应用水需求精准匹配，能最大化发挥各类水源价值。具体实施过程中，可优先将高品质新鲜水用于对水质要求严格的生产工艺，把经处理的再生水、雨水等用于对水质要求相对较低环节，比如设备冲洗、消防用水、绿化灌溉等。雨水收集利用是水源多元化利用的重要构成部分，尤其在降雨量充沛地区，雨水资源开发潜力巨大，通过建设包含屋面雨水收集、道路雨水收集和绿地雨水收集等的雨水收集系统，能将雨水统一收集到调蓄池中，经简单处理后用于企业生产和生活，且雨水收集系统设计要充分考虑当地降雨特征、汇水面积、初期雨水径流等因素以确保其经济性和实用性。

2.2 升级管网系统

管网系统其设计水平与运行状态对整个系统的效率和可靠性有着直接影响，而化工厂给排水系统优化设计的重要环节即升级管网系统，需从管网布局、管材选择、压力控制、阀门配置等多方面予以系统性改进。

于管网布局而言，应遵循统筹规划、分级设置、安全可靠、经济合理的原则来构建层次分明、功能完善的管网体系[2]。给水管网系统升级首要解决的是供水安全与供水稳定问题，采用环状供水系统替代传统枝状供水系统可提高供水可靠性，即便某一管段出现故障，也能借由其他管段确保正常供水。在管网设计中，要充分考虑消防用水需求以确保消防给水系统符合相关规范要求，对于大型化工企业来说可考虑建设多级泵站与高位水池相结合的供水系统，通过重力供水和加压供水的有机结合来提高供水效率、降低能耗。此外，排水管网系统升级重点在于达成雨污分流以及污水分质收集。雨污分流作为现代排水系统的基本要求，通过建设独立的雨水排水系统和污水排水系统，既能避免雨水对污水处理系统造成冲击、提高污水处理效果，又能为雨水收集利用创造条件。而污水分质收集是依据不同生产装置产生的废水特点设置不同收集管网，将性质相近的废水集中收集，利于后续的分质处理和资源化利用。

2.3 强化污水处理

污水处理作为化工厂环保工作的核心环节以及给排水系统优化设计的重点内容，既要确保废水达标排放，又要追求废水的资源化利用以实现经济效益和环境效益双重目标。

在污水处理工艺选择上，需依据废水的水质特征、处理要求、经济条件等因素来选择技术先进、经济合理、运行稳定的处理工艺。化工废水具有成分复杂、毒性较强、难降解物质多的特点，致使传统生物处理工艺往往难以达到理想处理效果，所以在工艺选择时应优先考虑物化处理与生物处理相结合的组合工艺。与此同时，物化处理涵盖混凝沉淀、气浮、吸附、膜分离等技术，可有效去除废水中悬浮物、重金属离子、难降解有机物等污染物，而生物处理包含活性污泥法、生物膜法、厌氧处理等技术，主要用于去除废水中生物降解性有机物。在具体工艺设计当中，要充分考虑废水的分质处理，不同生产装置产生的废水性质差异很大，若将所有废水混合处理，会增加处理难度且浪费处理资源，通过对废水分类收集并分别采用针对性处理工艺，能够提高处理效果、降低处理成本。例如，含重金属的废水可采用化学沉淀或离子交换技术预处理；含油废水可采用气浮或生化处理技术；高盐废水则需采用蒸发结晶或反渗透等技术。

2.4 引入智能化管理

智能化管理作为现代化工企业给排水系统发展的必然趋势，借助引入先进的信息技术与自动化技术可实现给排水系统精细化管理及智能化运行，其核心在于建立完善的数据采集、传输、处理和应用体系，通过对给排水系统运行数据实时监测、分析及预测来为系统优化调度与科学决策提供支撑。

数据采集作为智能化管理的基础环节，需在给排水系统关键位置部署各类如流量传感器、压力传感器、液位传感器、水质分析仪、电能表等能实时采集系统运行参数和状态信息的传感器及监测设备，在传感器选择时应优先选择精度高、稳定性好、维护简便的产品以确保数据采集的准确性与可靠性，同时还要考虑传感器防爆、防腐等特殊要求，确保设备能在化工环境中长期稳定运行[3]。此外，数据传输网络作为连接现场设备与管理系统的桥梁，需具备高可靠性、低延迟、大容量特点，在网络架构设计中可采用有线网络与无线网络相结合方式，借助工业以太网、光纤通信、无线传感网等技术构建覆盖全厂的数据传输网络，对于重要的控制信号和安全信息应采用冗余设计确保数据传输安全可靠。

结束语：

化工厂公共工程给排水系统的优化设计作为一项综合性工程，涉及技术创新、管理变革及理念更新。展望未来，伴随新技术的不断涌现、环保要求持续提升的态势，化工厂给排水系统需要朝着更加绿色化、智能化、精细化的方向发展，企业需立足长远发展需要，通过加大技术研发投入、推进管理模式创新等举措，积极探索契合自身特点的优化路径，进而为实现高质量发展及生态文明建设贡献更大力量。

参考文献：

[1]刘明瑞,辛艾智.化工厂给排水车间设备运行与维护[J].中国金属通报,2021,(03):113-114.

[2] 刘辉. 中小型化工厂的消防给排水设计探讨[J]. 住宅与房地 .

[3]黄宇洲,伍一专.中小型化工厂消防给排水现状及优化措施探究[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(10):138-139.